NO328545B1

NO328545B1 - catalyst

Info

Publication number: NO328545B1
Application number: NO20022036A
Authority: NO
Inventors: Timothy Albert Griffin; Richard Carroni; Verena Schmidt
Original assignee: Alstom Technology Ltd
Priority date: 2001-04-30
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2010-03-15
Also published as: EP1255079A1; NO20022036L; NO20022036D0; US6663379B2; US20020182551A1

Description

Oppfinnelsen vedrører en katalysator til forbrenning av i det minste en del av drivstoff-oksidant-blandingen som strømmer gjennom katalysatoren, spesielt for en brenner i et kraftverksanlegg, med de trekk som er angitt i den innledende del av krav 1. The invention relates to a catalyst for burning at least part of the fuel-oxidant mixture that flows through the catalyst, in particular for a burner in a power plant, with the features set out in the introductory part of claim 1.

Teknikkens stand State of the art

Fra US 5346389, US 5202303, US 5437099 og US 5328359 er det kjent katalysatorer av den innledningsvis nevnte art som oppviser flere katalytisk aktive kanaler og flere katalytisk inaktive kanaler. De kjente katalysatorer fremstilles ved hjelp av siksakformet bølgede eller foldete plater som lamineres ved spiralformet oppvikling eller ved frem- og tilbakefolding. Bølgene eller foldene danner så katalysatorens kanaler. En side av den respektive plate er ved hjelp av et katalysatorbelegg katalytisk aktivt utformet. Ved lamineringen, henholdsvis stablingen dannes det således de katalytisk aktive kanaler og de katalytisk inaktive kanaler. I de belagte, henholdsvis katalytisk aktive kanaler, skjer omsettingen henholdsvis forbrenningen av drivstoff-oksidant-blandingen. I de ubelagte henholdsvis katalytisk inaktive kanaler skjer det i det vesentlige ingen om-setting eller forbrenning av blandingen slik at denne del av blandingsstrømningen kan nyttes til transport av varme, dvs. kjøling av katalysatoren. From US 5346389, US 5202303, US 5437099 and US 5328359 there are known catalysts of the initially mentioned type which exhibit several catalytically active channels and several catalytically inactive channels. The known catalysts are produced using zigzag-shaped corrugated or folded sheets which are laminated by spiral winding or by folding back and forth. The waves or folds then form the channels of the catalyst. One side of the respective plate is catalytically active by means of a catalyst coating. During the lamination, respectively the stacking, the catalytically active channels and the catalytically inactive channels are thus formed. In the coated, respectively catalytically active channels, the conversion or combustion of the fuel-oxidant mixture takes place. In the uncoated or catalytically inactive channels, essentially no conversion or combustion of the mixture takes place, so that this part of the mixture flow can be used for transporting heat, i.e. cooling the catalyst.

Ved den ensidige belegning med katalysatormateriale og ved en tilsvarende stabling eller laminering av platene som anvendes ved utforming av katalysatoren, kan det oppnås en katalysatorkonstruksjon ved hvilken omtrent halvparten av alle kanaler er fullstendig katalytisk belagt, mens den andre halvpart av kanalene er ubelagt. Ved denne utførelsesform kan temperaturøkningen i katalysatoren reduseres effektivt da forbrenningen av blandingen i katalysatoren begrenses til de katalytisk aktive kanaler og således til ca. 50 %. Ved denne konstruksjonsmåte kan en overoppvarming av katalysatoren som kunne føre til dennes destruksjon unngås. By the one-sided coating with catalyst material and by a corresponding stacking or lamination of the plates used in designing the catalyst, a catalyst construction can be achieved in which approximately half of all channels are completely catalytically coated, while the other half of the channels are uncoated. In this embodiment, the temperature rise in the catalyst can be effectively reduced as the combustion of the mixture in the catalyst is limited to the catalytically active channels and thus to approx. 50%. With this method of construction, overheating of the catalyst which could lead to its destruction can be avoided.

Fra US 4154568 er det kjent en katalysator av en prinsipielt annen konstruksjon, som er utstyrt med flere, i hovedgjennomstrømningsretning etter hverandre anordnede mo-nolittblokker. Monolittblokkene inneholder kanaler som alle er katalytisk aktive og som forløper parallelt med hovedgjennomstrømningsretningen. Kanalene av en nedstrøms anordnet monolittblokk har et mindre gjennomstrømningstverrsnitt enn den oppstrøms anordnede monolittblokk. Herved skal det oppnås en fullstendig forbrenning av drivstoff-oksidant-blandingen innenfor katalysatoren, mens det ved de typiske katalysatorer bare skal forbrennes en del av gassblandingen. From US 4154568, a catalyst of a fundamentally different construction is known, which is equipped with several monolithic blocks arranged one behind the other in the main flow direction. The monolith blocks contain channels which are all catalytically active and which run parallel to the main flow direction. The channels of a downstream arranged monolith block have a smaller flow cross-section than the upstream arranged monolith block. In this way, a complete combustion of the fuel-oxidant mixture is to be achieved within the catalyst, while with the typical catalysts only part of the gas mixture is to be burned.

Ved katalysatorer av den innledningsvis nevnte art fører de katalytisk aktive kanaler og de katalytisk inaktive kanaler til en reduksjon av drivstoff omsetningen og således til en reduksjon av katalysatorens driftstemperatur, hvorved det kan oppnås tilstrekkelig store brukstider for denne. Ved en konstruksjon med 50 % katalytisk aktive kanaler og 50 % katalytisk inaktive kanaler reduseres drivstoffets maksimalt oppnåelige konverteringsgrad til 50 %. Dessuten fører dette til at drivstoffkonsentrasjonen på katalysatorutløpet er utsatt for sterke svinginger over tverrsnittet. Mens det fra de katalytisk aktive kanaler nærmest ikke slipper ut noe drivstoff, strømmer det fra de katalytisk inaktive kanaler en nærmest uforandret drivstoff-oksidant-blanding. Såfremt det kommer til en tenning av blandingen før den har blandet seg nedstrøms katalysatoren, kan den etterfølgende for-brenningsreaksjonen føre til temperaturtopper på katalysatoren som medfører en pro-duksjon av skadelige stoffer, spesielt NOx. In the case of catalysts of the type mentioned at the outset, the catalytically active channels and the catalytically inactive channels lead to a reduction of the fuel turnover and thus to a reduction of the catalyst's operating temperature, whereby sufficiently long service times can be achieved for it. In the case of a design with 50% catalytically active channels and 50% catalytically inactive channels, the fuel's maximum achievable conversion rate is reduced to 50%. In addition, this means that the fuel concentration at the catalyst outlet is subject to strong fluctuations across the cross-section. While almost no fuel escapes from the catalytically active channels, an almost unchanged fuel-oxidant mixture flows from the catalytically inactive channels. If there is an ignition of the mixture before it has mixed downstream of the catalyst, the subsequent combustion reaction can lead to temperature peaks on the catalyst which results in the production of harmful substances, especially NOx.

Et ytterligere problem består i at drivstoffets konversjon innenfor de katalytisk aktive kanaler oppnår den ønskede konverteringsgrad kun ved en tilstrekkelig stor kanalleng-de. Dette skyldes at drivstoffandelen i gjennomstrømningsretningen avtar på den ene side, og på den andre side øker grensesjikttykkelsen. For å oppnå en høy konverteringsgrad, må en konvensjonell katalysator således bygges relativt lang i hovedgjen-nomstrømningsretningen, noe som er forbundet med relativt høyt trykktap. A further problem consists in the conversion of the fuel within the catalytically active channels achieving the desired conversion rate only with a sufficiently large channel length. This is because the proportion of fuel in the flow direction decreases on the one hand, and on the other hand the boundary layer thickness increases. In order to achieve a high degree of conversion, a conventional catalyst must thus be built relatively long in the main flow direction, which is associated with a relatively high pressure loss.

Omtale av oppfinnelsen Mention of the invention

Dette skal oppfinnelsen råde bot for. Oppfinnelsen, slik den er karakterisert i kravene, baserer seg på det problem å tilveiebringe for en katalysator av den innledningsvis nevnte art en forbedret utførelsesform, med en spesielt kompakt konstruksjon. The invention must remedy this. The invention, as characterized in the claims, is based on the problem of providing for a catalyst of the type mentioned at the outset an improved embodiment, with a particularly compact construction.

Dette problem løses ved hjelp av gjenstanden ifølge det selvstendige krav. Fordelaktige utførelsesformer er gjenstand for de uselvstendige krav. This problem is solved by means of the subject matter according to the independent claim. Advantageous embodiments are subject to the independent claims.

Oppfinnelsen beror på den generelle tanke å utforme kanalene i et lengdeavsnitt som er fjernt fra katalysatorens innløpsside slik at turbulensen økes i det minste innenfor de katalytisk aktive kanaler og/eller at en stoff- henholdsvis gassutveksling er mulig mellom de naboliggende katalytisk aktive og katalytisk inaktive kanaler. Ved økningen av turbulensen forbedres drivstoffets konvertering slik at katalysatoren kan konstrueres kortere i hovedgjennomstrømningsretningen. På grunn av muligheten for gjennomblan-ding kan konverteirngsgraden økes henholdsvis den ønskede konverteringsgrad kan oppnås allerede ved en kortere katalysatorlengde. The invention is based on the general idea of designing the channels in a longitudinal section that is distant from the inlet side of the catalyst so that the turbulence is increased at least within the catalytically active channels and/or that a substance or gas exchange is possible between the neighboring catalytically active and catalytically inactive channels . By increasing the turbulence, the conversion of the fuel is improved so that the catalyst can be designed shorter in the main flow direction. Due to the possibility of thorough mixing, the conversion rate can be increased or the desired conversion rate can already be achieved with a shorter catalyst length.

Oppfinnelsen baserer seg på den erkjennelse at det i de katalytisk aktive kanaler allerede etter en relativ kort strømningsvei oppnås en relativt høy konverteringsgrad som øker bare relativt langsomt over den resterende lengde av den respektive katalytiske kanal. Målinger viser for eksempel at det etter ca. 13 % av en konvensjonell katalysators totallengde allerede er omsatt ca. 50 % av drivstoffet i den respektive katalytisk aktive kanal. Oppfinnelsen baserer seg på denne erkjennelse ved at det med hensyn til konver-sjonens meget effektive fremre lengdeavsnitt i det etterfølgende lengdeavsnitt, intensi-veres ved hjelp av turbulatorer i kanalene og/eller ved hjelp av tverrforbindelse mellom naboliggende kanaler. Således kan katalysatoren ifølge oppfinnelsen totalt sett konstrueres kortere. The invention is based on the realization that in the catalytically active channels already after a relatively short flow path, a relatively high degree of conversion is achieved which increases only relatively slowly over the remaining length of the respective catalytic channel. Measurements show, for example, that after approx. 13% of a conventional catalyst's total length has already been converted approx. 50% of the fuel in the respective catalytically active channel. The invention is based on this realization in that, with regard to the conversion's highly effective forward longitudinal section, in the subsequent longitudinal section, it is intensified by means of turbulators in the channels and/or by means of cross-connections between neighboring channels. Thus, the catalyst according to the invention can be constructed shorter overall.

Spesielt fordelaktig er en utførelsesform ved hvilken av forbindelsene som mellom naboliggende kanaler muliggjør en overstrømning mellom de katalytisk aktive og inaktive kanaler, dannes ved hjelp av hull som trenger gjennom kanalveggene av naboliggende kanaler på tvers av katalysatorens hovedgjennomstrømningsretning, idet disse hull er stanset i kanalveggene slik at et veggavsnitt som er tilordnet det respektive hull, forblir forbundet med kanalveggen og rager inn i en av kanalene. Ved denne utførelsesform danner de resterende veggavsnitt turbulatorer for målrettet strømningsledning. Denne utførelsesform kan fremstilles på en spesielt enkel måte. Particularly advantageous is an embodiment in which the connections which between neighboring channels enable an overflow between the catalytically active and inactive channels are formed by means of holes that penetrate the channel walls of neighboring channels across the main flow direction of the catalyst, these holes being punched in the channel walls as that a wall section assigned to the respective hole remains connected to the channel wall and projects into one of the channels. In this embodiment, the remaining wall sections form turbulators for a targeted flow line. This embodiment can be produced in a particularly simple way.

Ytterligere viktige trekk og fordeler ved katalysatoren ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav, av tegningen og av den tilhørende figurbeskrivelse under henvisning til tegningen. Further important features and advantages of the catalyst according to the invention appear from the independent claims, from the drawing and from the associated figure description with reference to the drawing.

Kort beskrivelse av tegningen Brief description of the drawing

På tegningen er det vist et foretrukket utførelseseksempel av oppfinnelsen som skal for-klares nærmere i den etterfølgende beskrivelse. The drawing shows a preferred embodiment of the invention which will be explained in more detail in the following description.

Den eneste figur viser et perspektivisk riss av en foretrukket utførelsesform av katalysatoren ifølge oppfinnelsen. The single figure shows a perspective view of a preferred embodiment of the catalyst according to the invention.

Utførelsesformer av oppfinnelsen Embodiments of the invention

Ifølge figuren kan en katalysator 1 ifølge oppfinnelsen for eksempel ha en sylindrisk oppbygging. En slik katalysator 1 fremstilles for eksempel ved at det på et første banemateriale 2 som er bølget eller foldet på en på forhånd bestemt måte, legges et andre banemateriale 3 som likeledes kan være bølget eller foldet i et bestemt mønster. De to mønstrene for folding eller bølging av banematerialene 2 og 3 er innbyrdes avstemt slik at de enkelte folder eller bølger ikke kan gripe inn i hverandre når banematerialene 2 og 3 ligger på hverandre, men støtter seg til hverandre på deres høydepunkter. Det andre banemateriale 3 kan også være glatt eller flatt utformet. According to the figure, a catalyst 1 according to the invention can for example have a cylindrical structure. Such a catalyst 1 is produced, for example, by placing a second web material 3 which can likewise be corrugated or folded in a specific pattern onto a first web material 2 which is corrugated or folded in a predetermined manner. The two patterns for folding or corrugation of the web materials 2 and 3 are coordinated with each other so that the individual folds or waves cannot interfere with each other when the web materials 2 and 3 lie on top of each other, but support each other at their high points. The second web material 3 can also be smooth or flat.

Banematerialene 2 og 3 består på hensiktsmessig måte av en metallplate idet minst ett av banematerialene 2 og 3 på én side kan være forsynt med et katalytisk aktivt belegg. Når begge banematerialer 2 og 3 er forsynt med et katalysatorsjikt på en side, legges begge banematerialene 2 og 3 slik på hverandre at de belagte sider vender mot hverandre eller vender bort fra hverandre. De to banematerialer 2 og 3 vikles så spiralformet på en sentral spindel 4 slik at det danner seg en radial laminering eller stabling av banematerialene 2 og 3. Banematerialenes 2, 3 bølger eller folder forløper i det vesentlige parallelt med spindelen 4 og danner i opprullet tilstand kanaler 5 av hvilke noen er katalytisk aktive (katalytisk aktive kanaler 5a), mens de andre er katalytisk inaktive (katalytisk inaktive kanaler 5i). Ved den ensidige belegging av banematerialene 2 3 er omtrent halvparten av kanalene 5 katalytisk aktive, mens den andre halvpart er katalytisk inaktiv. Viklingen av banematerialene 2 og 3 fikseres i sin form ved hjelp av strammetau. The track materials 2 and 3 conveniently consist of a metal plate, as at least one of the track materials 2 and 3 can be provided with a catalytically active coating on one side. When both web materials 2 and 3 are provided with a catalyst layer on one side, both web materials 2 and 3 are placed on top of each other so that the coated sides face each other or face away from each other. The two web materials 2 and 3 are then wound spirally on a central spindle 4 so that a radial lamination or stacking of the web materials 2 and 3 is formed. The waves or folds of the web materials 2, 3 run essentially parallel to the spindle 4 and form in the coiled state channels 5 of which some are catalytically active (catalytically active channels 5a), while the others are catalytically inactive (catalytically inactive channels 5i). In the one-sided coating of the web materials 2 3, approximately half of the channels 5 are catalytically active, while the other half is catalytically inactive. The winding of the track materials 2 and 3 is fixed in its shape by means of tension ropes.

Katalysatoren 1 kan ifølge en foretrukket anvendelsesform anvendes i en brenner idet katalysatoren 1 ifølge en ved hjelp av en pil symbolisert hovedgjennomstrømningsret-ning 7 kan gjennomstrømmes av en drivstoff-oksidant-blanding. Hovedgjennomstrøm-ningsretningen 7 forløper parallelt med spindelens 4 lengdeakse og således parallelt med den sylindriske katalysators 1 lengdeakse. En på denne måte dannet katalytisk brenner kan være foransjaltet, for eksempel et brennkammer som tjener til generering av varme gasser for en turbin, spesielt en gassturbin i et kraftverksanlegg. According to a preferred form of application, the catalyst 1 can be used in a burner, in that the catalyst 1 can flow through a fuel-oxidant mixture according to a main flow direction 7 symbolized by an arrow. The main flow direction 7 runs parallel to the longitudinal axis of the spindle 4 and thus parallel to the longitudinal axis of the cylindrical catalyst 1. A catalytic burner formed in this way can be pre-salted, for example a combustion chamber which serves to generate hot gases for a turbine, in particular a gas turbine in a power plant.

Med hensyn til hovedgjennomstrømningsretningen 7 har katalysatoren 1 en innløpsside 8 og en utløpsside 9. Et lengdeavsnitt 10 som strekker seg i hovedgjennomstrømnings-retningen 7 og inneholder innløpssiden 8, er markert med en avrundet parentes som i det følgende skal betegnes som innløpsavsnitt 10. Katalysatoren 1 har dessuten et lengdeavsnitt 11 som strekker seg parallelt med hovedgjennomstrømningsretningen 7 og er fjernt fra innløpssiden 8, som likeledes er parentes med en avrundet parentes. Da dette lengdeavsnitt 11 som er fjernt fra innløpssiden 8, ved den her viste utførelsesform inneholder utløpssiden 9, betegnes dette lengdeavsnitt 11 i det følgende også som utløpsav-snitt. Ved den her viste utførelsesform begynner utløpsavsnittet 11 med hensyn til katalysatorens 1 totallengde, første i katalysatorens 1 andre halvpart. Her kan utløpsav-snittet 9 i hovedgjennomstrømningsretningen 7 være utformet kortere enn innløpsav-snittet 10. Likeledes er det mulig at utløpsavsnittet 11 har en større aksial utstrekning enn innløpsavsnittet 10. With regard to the main flow direction 7, the catalyst 1 has an inlet side 8 and an outlet side 9. A longitudinal section 10 which extends in the main flow direction 7 and contains the inlet side 8 is marked with a rounded bracket which will be referred to below as inlet section 10. The catalyst 1 also has a longitudinal section 11 which extends parallel to the main flow direction 7 and is remote from the inlet side 8, which is likewise bracketed by a rounded bracket. As this longitudinal section 11, which is remote from the inlet side 8, in the embodiment shown here contains the outlet side 9, this longitudinal section 11 is also referred to in the following as the outlet section. In the embodiment shown here, the outlet section 11 begins with regard to the total length of the catalyst 1, first in the second half of the catalyst 1. Here, the outlet section 9 in the main flow direction 7 can be designed shorter than the inlet section 10. Likewise, it is possible that the outlet section 11 has a greater axial extent than the inlet section 10.

Ifølge oppfinnelsen er det i utløpsavsnittet 11 utformet forbindelser 12 via hvilke de naboliggende kanaler 5 kommuniserer med hverandre. Ved hjelp av disse forbindelser 12 kan en overstrømning og således en gass- eller stoffutveksling skje mellom de katalytisk aktive kanaler 5 a og de katalytisk inaktive kanaler 5 i. Disse forbindelser 12 er her dannet ved hjelp av hull som er innarbeidet i kanalveggene, dvs. i banematerialenes 2,3 bølger eller folder. Disse hull 12 gjennomtrenger herved kanalveggene på tvers av ho-vedgjennomstrømningsretningen 7. Hullene 12 kan her være anordnet slik at det skjer en overstrømning mellom kanalene 5 som er anordnet i den sylindriske katalysators 1 omfangsretning og/eller i radial retning naboliggende i forhold til hverandre. According to the invention, connections 12 are formed in the outlet section 11 via which the neighboring channels 5 communicate with each other. With the help of these connections 12, an overflow and thus a gas or substance exchange can take place between the catalytically active channels 5 a and the catalytically inactive channels 5 i. These connections 12 are here formed by means of holes incorporated in the channel walls, i.e. in the web materials' 2,3 waves or folds. These holes 12 thereby penetrate the channel walls across the main flow direction 7. The holes 12 can here be arranged so that an overflow occurs between the channels 5 which are arranged in the circumferential direction of the cylindrical catalyst 1 and/or in the radial direction adjacent to each other.

I banematerialet 2, henholdsvis 3 dannes en avstand 13 som er målt på tvers av hoved-gjennomstrømningsretningen 7 henholdsvis i katalysatorens 1 omfangsretning og som foreligger mellom to høydepunkter 14 eller på tilsvarende måte mellom to lavpunkter av naboliggende bøler eller folder, en bølgelengde eller foldelengde av banemateriale 2 henholdsvis 3. Denne bølge- eller foldelengde 13 danner et basismål for hullenes di-mensjoner og posisjonering. På hensiktsmessig måte har hullene 12 på tvers av kanal-lengderetningen, dvs. i omfangsretning eller i radial retning av sylinderen 1, en tverrdi-mensjonering som er mindre enn bølge- eller foldelengden 13. Hullenes 12 tverrdimen-sjonering er fortrinnsvis mindre enn den halve bølge- eller foldelengde 13. En avstand mellom naboliggende hull 12 er i en bestemt retning, for eksempel i kanallengderetning og/eller på tvers av denne, større enn bølge- eller foldelengden 13. Hullene 12 har fortrinnsvis en sirkelformet eller elliptisk grunnform. Prinsipielt kan imidlertid hullene gis hvilken som helst utforming. In the web material 2, respectively 3, a distance 13 is formed which is measured across the main flow direction 7 respectively in the extent direction of the catalyst 1 and which exists between two high points 14 or in a similar way between two low points of neighboring folds or folds, a wavelength or fold length of web material 2 and 3 respectively. This wave or fold length 13 forms a basic measure for the dimensions and positioning of the holes. Appropriately, the holes 12 across the longitudinal direction of the channel, i.e. in the circumferential direction or in the radial direction of the cylinder 1, have a transverse dimension which is smaller than the wave or fold length 13. The transverse dimension of the holes 12 is preferably smaller than half wave or fold length 13. A distance between neighboring holes 12 is in a certain direction, for example in the channel length direction and/or across this, greater than the wave or fold length 13. The holes 12 preferably have a circular or elliptical basic shape. In principle, however, the holes can be given any design.

Ifølge en spesielt fordelaktig utførelsesform kan hullene 12 i kanalveggene, dvs. i banematerialene 2, 3 være stanset. Denne stanseprosessen gjennomføres slik at veggavsnitt som er tilordnet det respektive hull 12 forblir forbundet med kanalveggen, dvs. med de respektive banematerialene 2, 3, og bøyd til side så mye at det rager inn i en av kanalene 5. Dette veggavsnitt som ikke er synlig i figuren, danner herved i den respektive kanal 5 et strømningsledende element og kan spesielt tjene som turbulator. I tillegg eller alternativt til disse veggavsnitt kan det i minst noen av de katalytisk aktive kanaler 5 a være anordnet turbulatorer som genererer tverrstrømninger innenfor de respektive kanaler 5. Slike turbulatorer kan være dannet av fremspring som rager inn i den respektive kanal 5. For eksempel kan slike fremspring være utformet ved at banematerialene 2 innenfor sin bølge- eller foldelengde 13 ha én eller flere ytterligere bølger, henholdsvis folder som rager inn i den respektive kanal 5. Dessuten er det mulig å utforme turbulatorer i form av en perforering av kanalveggene, henholdsvis banematerialene 2, 3, for eksempel ved at det innføres relativt små åpninger ved hjelp av en spiss gjenstand slik at det danner seg materialutbulinger på åpningskanten. Disse åpninger kan her være så små at det ikke skjer noen nevneverdig gassutveksling mellom de naboliggende kanaler 5. På en hensiktsmessig måte utføres imidlertid denne form for perforering slik at dannelsen av hullene 12 i dette avsnitt sløyfes. Et ytterligere tiltak for å oppnå den ønskede turbulatorfunksjon kan bestå i å utstyre kanalveggene, henholdsvis banematerialene 2,3 i det tilsvarende avsnitt med en dertil egnet overflateruhet. For eksempel kan katalysatormaterialet påføres på tilsvarende måte slik at den nødvendige overflateruhet formes ved hjelp av beleggingen med katalysatormaterialet. According to a particularly advantageous embodiment, the holes 12 in the channel walls, i.e. in the track materials 2, 3, can be punched. This punching process is carried out so that the wall section which is assigned to the respective hole 12 remains connected to the channel wall, i.e. with the respective track materials 2, 3, and bent to the side so much that it protrudes into one of the channels 5. This wall section which is not visible in the figure, thereby forming in the respective channel 5 a flow-conducting element and can in particular serve as a turbulator. In addition or alternatively to these wall sections, in at least some of the catalytically active channels 5a, turbulators can be arranged which generate crossflows within the respective channels 5. Such turbulators can be formed by protrusions that project into the respective channel 5. For example, such protrusions can be designed in that the track materials 2 within their wave or fold length 13 have one or more further waves, respectively folds that project into the respective channel 5. It is also possible to design turbulators in the form of a perforation of the channel walls, respectively the track materials 2, 3, for example by introducing relatively small openings with the help of a pointed object so that bulges of material form on the edge of the opening. These openings can here be so small that no significant gas exchange takes place between the neighboring channels 5. However, this form of perforation is carried out in an appropriate manner so that the formation of the holes 12 in this section is omitted. A further measure to achieve the desired turbulator function can consist of equipping the channel walls, respectively the track materials 2,3 in the corresponding section with a suitable surface roughness. For example, the catalyst material can be applied in a similar way so that the necessary surface roughness is formed by means of the coating with the catalyst material.

Ved den her viste foretrukne utførelsesform er katalysatoren 1 med sitt innløpsavsnitt 10 og med sitt utLøpsavsnitt 1 utformet i ett stykke slik at det danner seg en lett og pris-gunstig produserbar enhet. Likeledes er det mulig å fremstille innløpsavsnittet 10 og utløpsavsnittet 11 separat slik at katalysatoren 1 kan bygges av disse enkeltdeler (inn-løpsavsnitt 10 og utløpsavsnitt 11) for igjen å oppnå en enkelt håndterbar enhet. In the preferred embodiment shown here, the catalyst 1 with its inlet section 10 and with its outlet section 1 is designed in one piece so that an easy and cost-effectively producible unit is formed. Likewise, it is possible to manufacture the inlet section 10 and the outlet section 11 separately so that the catalyst 1 can be built from these individual parts (inlet section 10 and outlet section 11) to again achieve a single manageable unit.

Katalysatoren 1 ifølge oppfinnelsen funksjonerer som følger: The catalyst 1 according to the invention functions as follows:

Ved anvendelsen av katalysatoren 1 tilføres på dens innløpsside 8 en drivstoff-oksidant-blanding som trenger inn i katalysatoren 1 sine kanaler 5. Omsetningen av drivstoffet begynner i de katalytisk aktive kanaler 5 a. Den herved frigitte varme føres bort i det minste delvis via strømningen som foreligger i de katalytisk inaktive kanaler 5 i. Etter en relativt kort strømningsvei er drivstoffets konvertering allerede relativt langt frem-skredet. På en hensiktsmessig måte er utløpsavsnittet 11 posisjonert slik at den begynner omtrent der hvor ca 50 % til 80 % av drivstoffet som er transportert i de katalytisk aktive kanaler 5a, allerede konvertert. I utløpsavsnittet 11 skjer nå en intensiv blanding mellom strømningene av de katalytisk aktive kanaler 5a og de katalytisk inaktive kanaler 5i. Samtidig forbedres konverteringsforholdene ved hjelp av tverrstrømningene, hvorved konverteirngsgraden av den totalt tilførte drivstoff-oksidant-blandingen innenfor utløpsavsnittet 11 kan økes ytterligere over en relativ kort strømningsvei. Ved hjelp av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er det således mulig å oppnå relativt høye kon-verteringsgrader, spesielt mer enn 50 % av totalblandingen, ved en i hovedgjennom-strømningsretningen 7 relativt kort konstruert katalysator 1. Ved hjelp av katalysatorens korte konstruksjonslengde reduseres samtidig trykktapet ved gjennomstrømningen av katalysatoren 1, som er spesielt fordelaktig for forbrennings-prosessene som skjer nedstrøms katalysatoren 1. When using the catalyst 1, a fuel-oxidant mixture is supplied to its inlet side 8, which penetrates into the catalyst 1's channels 5. The conversion of the fuel begins in the catalytically active channels 5 a. The heat released thereby is carried away at least partially via the flow which is present in the catalytically inactive channels 5 i. After a relatively short flow path, the conversion of the fuel is already relatively far advanced. In an appropriate manner, the outlet section 11 is positioned so that it begins approximately where approximately 50% to 80% of the fuel transported in the catalytically active channels 5a has already been converted. In the outlet section 11, an intensive mixing now takes place between the flows of the catalytically active channels 5a and the catalytically inactive channels 5i. At the same time, the conversion conditions are improved by means of the transverse flows, whereby the degree of conversion of the total supplied fuel-oxidant mixture within the outlet section 11 can be further increased over a relatively short flow path. With the help of the construction according to the invention, it is thus possible to achieve relatively high conversion rates, in particular more than 50% of the total mixture, with a catalyst 1 constructed relatively short in the main flow direction 7. With the help of the catalyst's short construction length, the pressure loss during the flow is reduced at the same time of the catalyst 1, which is particularly advantageous for the combustion processes that take place downstream of the catalyst 1.

Claims

1. Catalyst (1) for burning at least part of a fuel-oxidant mixture flowing through the catalyst, in particular for a burner in a power plant, with several catalytically active channels (5 a) and several catalytically inactive channels (5 in), characterized in that in a longitudinal section (11) of the catalyst (1) which is distant from the catalyst (1) inlet side (8) in the catalyst's (1) main flow direction at least in several catalytically active channels (5 a) are arranged turbulators and at least between several catalytically active channels (5 a) and catalytically inactive channels (5i) connections (12) are formed which enable an overflow between the catalytically active channels (5 a) and the catalytically inactive channels (5 i).

2. Catalyst according to claim 1, characterized in that the turbulators are formed by means of protrusions that project into the respective channel (5a, 5i) and/or by means of a perforation and/or by means of bulges and/or by means of a corresponding surface roughness.

3. Catalyst according to claims 1 or 2, characterized in that the connections are formed by means of holes (12) which penetrate the channel walls in neighboring channels (5a, 5i) across the catalyst's (1) main flow direction (7).

4. Catalyst according to claim 3, characterized in that the holes (12) are punched into the channel walls whereby a wall section assigned to the respective hole (12) remains connected to the channel wall and projects into one of the channels (5a, 5i).

5. Catalyst according to claim 3 or 4, characterized by that the catalyst (1) is formed by stacking or laminating zigzag-shaped corrugated or folded web material (2, 3), in that the waves or folds of the track material (2,3) form the channels (5a, 5i), in that a distance measured across the longitudinal direction of the channels (5a, 5i) between the high points (14) or the low points of neighboring waves or folds forms a wavelength (13) or fold length, in that the holes (12) across the longitudinal direction of the channel have a transverse dimension which is smaller than the full or half wave or fold length (13).

6. Catalyst according to claim 5, characterized in that the distance of the neighboring holes (12) across the longitudinal direction of the channel and/or in the longitudinal direction of the channel is greater than the hole diameter in this direction and/or wave or fold length (13).

7. Catalyst according to claims 5 or 6, characterized in that the corrugated or folded web material (2, 3) is in relation to a, parallel to the catalyst's (1) main flow direction (7), centered, central spindle (4), radially laminated or stacked and arranged spirally or in concentric circles.

8. Catalyst according to claim 7, characterized in that a layer of flat or smooth web material (3) is arranged in the radial direction between two layers of the corrugated or folded web material (2).

9. Catalyst according to one of claims 1 to 8, characterized in that the longitudinal section (11) which is provided with the connections (12) and/or the turbulators begins at a longitudinal distance from the inlet side (8), where the fuel in the catalytically active channels (5a) during normal operation of the catalyst (1) is converted to at least 50% or 75% or 80%.

10. Catalyst according to one of claims 1 to 9, characterized in that the catalyst (1) with its longitudinal section (11) which exhibits the connections (12) and/or the turbulators, and with its longitudinal section (10) which exhibits the inlet side (8), is designed in one piece.

11. Catalyst according to one of claims 1 to 9, characterized in that the longitudinal section (11) which exhibits the connections (12) and/or the turbulators, and the longitudinal section (10) which contains the inlet side (8), are designed as separate bodies from which the catalyst is built.